充填开采工作面前后方影响范围分析

发布时间：2019-10-24 05:41

【摘要】：为深入研究充填工作面前后方影响范围,以西马煤矿充填首采工作面为例,采用理论分析、物理模拟和现场实测相结合的方法进行分析。通过理论分析得出充填工作面上覆岩层的影响范围大大降低,根据传递岩梁假说得出工作面前后方的影响范围也必将减小。物理模拟和现场实测结果显示,工作面前方的影响范围大约是18m,工作面后方的影响范围大约是22~24m。对比垮落法开采影响范围的统计数据,充填开采工作面前方和后方的影响范围大幅减小,验证了理论分析的结论。
【图文】：

图2应力测点布置示意图际工作面推进225m，开挖过程中开挖厚度为2cm，充填1.2cm。3.3物理模拟结果分析依据以上的模型开挖方法，按照时间相似比对模型进行连续推进，开采结束时的模型状态如图3所示，从模型推进结束后的覆岩整体状态可以判断出，整个模型没有出现垮落带，只有断裂带。图3开采结束时模型状态图将断裂后破坏最高的位置放大分析，采用直接测量的方法分析采后模型的最大断裂带高度，测量得到断裂带高度为18.5cm，如图4所示，根据几何相似比换算成实际高度约为23.1m。图4断裂带高度放大图整理分析监测到的数据，将整个“工作面”推进过程中工作面的推进距离作为横坐标，将各个测点监测到的应力集中系数为纵坐标，绘制出工作面推进距离与应力集中系数关系曲线，如图5所示。分析图5中开切眼位置与各个测点之间的距离关系，得出工作面推进不同距离时与各个测点间的距离。从图5整理出开采过程中的影响范围数据，见表1。从表1可以得出整个推进过程中应力集中系数最大值为1.23;工作面的超前影响范围在12.5～15.9cm之间，平均值为14.6cm，根据几何相似比换算出实际超前影响范围平均值为18.3m;工作面对后方的影响范围在17.1～21.2cm，平均值为19.3cm，换算出实际工作面后方影响范围平均值为24.1m。图5工作面推进距离与应力集中系数关系曲线1052017年第12期煤炭工程研究探讨

图2应力测点布置示意图际工作面推进225m，开挖过程中开挖厚度为2cm，充填1.2cm。3.3物理模拟结果分析依据以上的模型开挖方法，按照时间相似比对模型进行连续推进，开采结束时的模型状态如图3所示，从模型推进结束后的覆岩整体状态可以判断出，整个模型没有出现垮落带，只有断裂带。图3开采结束时模型状态图将断裂后破坏最高的位置放大分析，采用直接测量的方法分析采后模型的最大断裂带高度，测量得到断裂带高度为18.5cm，如图4所示，根据几何相似比换算成实际高度约为23.1m。图4断裂带高度放大图整理分析监测到的数据，将整个“工作面”推进过程中工作面的推进距离作为横坐标，将各个测点监测到的应力集中系数为纵坐标，绘制出工作面推进距离与应力集中系数关系曲线，如图5所示。分析图5中开切眼位置与各个测点之间的距离关系，得出工作面推进不同距离时与各个测点间的距离。从图5整理出开采过程中的影响范围数据，见表1。从表1可以得出整个推进过程中应力集中系数最大值为1.23;工作面的超前影响范围在12.5～15.9cm之间，平均值为14.6cm，，根据几何相似比换算出实际超前影响范围平均值为18.3m;工作面对后方的影响范围在17.1～21.2cm，平均值为19.3cm，换算出实际工作面后方影响范围平均值为24.1m。图5工作面推进距离与应力集中系数关系曲线1052017年第12期煤炭工程研究探讨
【作者单位】： 华北科技学院安全工程学院;河北省矿井灾害防治重点实验室;辽宁工程技术大学矿业学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51074086,51174109)
【分类号】：TD823.7

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本文编号：2552411